capítulo i el problema planteamiento del problema
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1 CAPÍTULO I EL PROBLEMA PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO Autonomía de movimiento y percepción visual en el control de un robot humanoide, a través de la visión artificial. SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS El uso de la automatización de procesos emulando percepciones humanas es una necesidad que se puede encontrar en diversas áreas: industrial, médica, agropecuaria, etc.; sin importar el campo de acción, en toda área se realizan procedimientos realizados por personas, y que podrían ser realizados robots autónomos. El propósito de ello, en muchos casos, es mejorar la calidad del proceso realizado por el ser humano, o incrementar el beneficio obtenido de distintas formas. 2 CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA Gracias a los avances de la tecnología en el campo de informática, es posible en la actualidad hacer realidad la interacción de los robots y los seres humanos con el medio ambiente, permitiendo así el desarrollo e implementaciones de soluciones que mejoran la calidad de vida de las personas, facilitando procesos en el trabajo, incrementando su productividad, evitando realizar procedimientos peligrosos, etc. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA El problema se analizará a través del desarrollo de una investigación, junto con la parte práctica, usando conocimientos de las cátedras de robótica e inteligencia artificial para la integración de un sistema de control robótico, buscando como beneficio principal el estudio y practica para las futuras generaciones de estudiantes universitarios. 3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA En la actualidad, las ciencias de la robótica y la inteligencia artificial permiten pensar en el uso de alternativas para actividades que normalmente eran realizadas por los seres humanos. Gracias a esto, y a los conocimientos adquiridos en la carrera, podemos implementar un robot para hacerlo interactuar con el medio ambiente. EVALUACIÓN DEL PROBLEMA Delimitado: La investigación está enfocada en mejorar la calidad de vida del ser humano automatizando procesos que podría realizar una máquina, a través del uso de tópicos tecnológicos (robótica e inteligencia artificial); en algunos casos mejorando los resultados. Claro: El problema es claro porque se orienta a la automatización de procedimientos utilizando como base los conocimientos adquiridos en la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales, buscando como objetivo secundario un adelanto importante en las ciencias de la robótica, la inteligencia artificial y sus aplicaciones a fin. 4 Evidente: Es evidente la necesidad de mejorar la calidad de vida del ser humano, esto se puede conseguir utilizando conocimientos y aplicando tecnologías informáticas. Relevante: Es de suma importancia para nuestra carrera, así como para el país, debido a que promueve el progreso tecnológico que hasta el momento ha ido avanzando de forma pausada. Además, para el desarrollo de la presente tesis se necesitará investigar amplios campos científicos, como lo son la Robótica, Inteligencia Artificial, y la Electrónica. Original: La Robótica y la inteligencia artificial son temas con contenidos novedosos, de poco conocimiento en el dominio público, en algunos casos con conocimientos básicos, pero no se conoce con certeza el origen de dicha área, y sus útiles aplicaciones no han sido investigadas en su totalidad. Contextual: Los puntos a tratar son muy importantes en el campo de la informática, por ende, para nuestra carrera, cuya misión es la de formar profesionales en la informática, calificados en ámbitos académico, científico, tecnológico, humanista y cultural. 5 ALCANCES El escenario simulará una carretera, en la cual el robot deberá realizar las siguientes actividades: • Seguir la trayectoria de una pista previamente definida, de inicio a fin, a través del uso del sentido de la visión, de forma autónoma. • interpretar una secuencia de líneas de diversos tipos que conforman dicha trayectoria: o línea continúa. o doble línea continúa. • Realizar diferentes acciones y movimientos en base al tipo de línea detectada. o Empujar objeto, (subir y bajar los brazos). • El medio ambiente para el correcto desempeño de las acciones que realizará el robot Robovie-X será el siguiente: o Superficie: Se requiere una superficie plana, sin irregularidades. o Iluminación: Debido a que se utiliza el sentido de la visión, se requiere una buena iluminación. • El robot deberá ser capaz de reconocer colores monocromáticos, previamente definidos: blanco sobre negro. • La codificación de los programas implementados se realizarán utilizando las herramientas RobovieMaker2 (lenguaje nativo), y Micro-controlador Arduino (lenguaje C). 6 OBJETIVOS Objetivo General Implementar un robot humanoide seguidor de líneas, el cual pueda interactuar con el medio ambiente, a través del uso de la visión computacional, empleando destrezas robóticas y enfoques de la Inteligencia artificial para sistemas autónomos. Objetivos específicos: • Ensamblar el robot humanoide Robovie – X • Implementación de los movimientos básicos del robot humanoide, utilizando el Software RobovieMaker2 • - Ir a posición de inicio - Movimiento hacia al frente - Voltear a la derecha - Voltear a la izquierda - Subir los brazos - Bajar los brazos - Ir a posición de descanso Implementar una interfaz entre el robot humanoide y el medio ambiente, usando la percepción visual, emulada a través del sensor de visión CMUcam1. • Desarrollar los procedimientos en lenguaje C, y nativo RobovieMaker2 • Desarrollar los procedimientos necesarios para que el robot humanoide logre seguir automáticamente una ruta definida. 7 JUSTIFICACION E IMPORTANCIA La investigación se enfoca en la utilización de las ciencias de la robótica y la inteligencia artificial para ensamblar un robot humanoide, y luego darle movilidad y percepción visual para que pueda interactuar con el medio ambiente. En la actualidad, los avances de la robótica y la inteligencia artificial han brindado beneficios notables para la sociedad, por ende se ha conseguido mejorar la calidad de vida de las personas; esto ha sido posible gracias a las invenciones obtenidas en el campo médico, industrial, domestico, etc., e inclusive en el entretenimiento. En la presente tesis se expondrá un estudio general sobre las diversas ciencias que intervienen para la concepción de un Robot, como también los materiales, herramientas, software, y equipos necesarios. Esta investigación a desarrollar servirá como un punto de partida para posibles mejoras en el desarrollo del plan de estudios para nuestra carrera, siendo este un punto de suma importancia, ya que se obtendrá un avance académico para el cuerpo estudiantil y para la universidad, además de ser un aporte para el desarrollo tecnológico en el país. 8 La importancia de esta investigación, es brindar conceptos de robótica, analizar y exponer sus alcances y limitaciones, así como sus múltiples aplicaciones, usando además nociones de inteligencia artificial, con el fin de ofrecer beneficios de estudio y practica a las futuras generaciones de estudiantes.
